新研究揭示了窃听寄生蝇的温度耦合歌曲偏好

环境温度会影响变热信号器产生的声学通信信号。例如，声信号的时间特征在较高温度下会以较高速率出现。如果物种识别是基于评估这些时间特征，则信号特征中与温度相关的变化可能会损害接收器识别信号发送器的能力。温度耦合——信号偏好与随环境温度变化的信号特征同时变化——可能是维持信号发送器和目标接收器之间有效通信的解决方案。长期以来的观点是，这种温度耦合发生在同一物种内，这可能允许遗传耦合以及潜在的共享遗传基础，这些遗传基础是信号发送者的信号产生和预期接收者的信号感知的基础。现在，研究人员于 8 月 16 日在英国皇家学会的旗舰生物研究期刊上发表了报告英国皇家学会会刊 B发现温度耦合也可能发生在不同相关物种的无意窃听接收器中，这表明温度耦合可以在没有遗传耦合的情况下发生。

雄性蟋蟀通过摩擦翅膀来唱歌，发出用来吸引雌性配偶的叫声。这些叫声也吸引了怀孕雌性蟋蟀的注意，它们正在寻找寄主蟋蟀，以促进其幼虫的发育。由于蟋蟀是变温动物，会吸收周围环境的温度，因此环境温度的变化会改变蟋蟀鸣叫中声音脉冲的时间模式。到了1897年，科学家们已经意识到了这种关系，这让著名物理学家、发明家阿莫斯·多贝尔推导出了一个方程(多贝尔定律)，将蟋蟀当作温度计，根据蟋蟀体内声音脉冲的时间来测量环境温度。叽叽喳喳。

如果蟋蟀的歌声随环境温度而变化，声学寄生蝇Ormia ochracea能否保持识别合适宿主蟋蟀的能力?由圣奥拉夫学院李神经系统与行为实验室的成员 Kari Jirik 和 Jimena Dominguez 共同领导的一项研究发现，Ormia ochracea表现出的歌曲时间模式偏好会随着环境温度的变化而变化，其方式与环境温度的变化类似。环境温度影响蟋蟀歌曲的时间特征。这项研究首次详细描述了信号发送者的歌曲特征与意外窃听接收者的歌曲偏好之间的温度耦合。

“由于当环境温度变化时，蟋蟀鸣叫的脉搏率也会发生变化，因此我们发现Ormia ochracea的脉搏率偏好也会随着环境温度的变化而变化，”Dominguez 说。

研究小组与李实验室的其他成员一起，通过使用高速球形跑步机系统记录蟋蟀蟋蟀的蟋蟀鸣叫脉冲率偏好，记录步行对不同环境温度下脉冲率变化的鸣叫声的反应。在室温为 21℃ 的情况下，果蝇在脉搏率为 50 脉冲/秒的蟋蟀歌曲中行走效果最佳，而在脉搏率较高或较低的情况下行走较少。他们的脉搏率偏好函数的峰值在 30℃ 时转移到更高的脉搏率(每秒 70 个脉冲)。除了脉搏频率偏好函数峰值的变化之外，研究小组还发现果蝇的选择性降低，并且更容易对更广泛的脉搏频率做出反应。

多明格斯说：“我们的结果很酷，因为它引入了一种新的可能性，即窃听果蝇能够在各种温度范围内识别宿主蟋蟀的歌曲，从而使怀孕的雌性即使在温度波动时也能找到宿主蟋蟀。”

由于鸣叫时声音脉冲的有节奏产生会随着温度的变化而变化，鸣叫偏好的温度耦合对于维持同一物种的雄性和雌性蟋蟀之间的有效交流非常重要。尤其是当环境温度在黄昏时下降时，此时正是蟋蟀之间声音交流的高峰时段。

“雄性信号特征和雌性对这些特征的偏好的温度耦合被认为是可能的，因为雄性和雌性蟋蟀在遗传上相关并且在遗传上耦合。遗传耦合可能允许信号产生和信号偏好存在共同的遗传基础，”资深作者诺曼·李说。如果温度以相同的方式影响信号器和接收器中的细胞和代谢过程，则可能会在没有遗传耦合的情况下发生温度耦合。信号偏好和信号识别如何随温度变化的精确机制目前尚不清楚，需要在未来的研究中进一步研究。

目前的这项研究是国家科学基金会职业赠款资助的一项更大努力的一部分，该资助项目旨在确定蟋蟀鸣叫声的特征，Ormia ochracea可以评估这些特征来识别适当的宿主物种。在南部、夏威夷群岛和墨西哥，不同的蟋蟀种群利用不同的宿主蟋蟀物种，发出不同声音脉冲时间模式的歌曲。动物界的声学通信信号具有时间模式的共同特征，这些信号的接收者的任务是理解可能在时间结构中编码的信息。了解Ormia ochracea歌曲模式识别的基础可以为识别通信信号中的信息所涉及的基本原理提供有价值的见解。

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